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客觀的來評估熱成像(TI)的診斷準確性的設置焦點consolidative肺炎與x光胸透(CXR)作為黃金標準。
設置一個大型的、擁有973個床位的教學醫院在波士頓,馬薩諸塞州。
參與者47歲的病人登記,15訓練集,32在測試集。10個月到82歲(平均= 50年)。
材料和方法主題4小時內收到CXR隨後TI。CXR和TI評估在盲法隨機順序。CXR焦不透明度(肺炎),參數,結果被記錄。TI,存在麵積(s)增加的熱量(肺炎)被記錄。確切概率法是用來評估的重要性積極結果的相關性在同一解剖區域。
結果與TI相比CXR(結果參數),靈敏度為80.0% (95% CIs 29.9%到98.9%),特異性為57.7% (95% CI 37.2%到76.0%)。TI的陽性預測值為26.7% (95% CI to55.2% 8.9%)和陰性預測值為93.8% (95% CI 67.7%到99.7%)。
結論這個可行性研究證實了概念證明胸部TI符合CXR建議同樣本地化焦肺炎具有高度的敏感性和陰性預測價值。進一步調查TI的醫療點成像模式是必要的。
- 兒科放射學
- 胸部成像
- 呼吸道感染
- 診斷放射學
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本研究的優點和局限性
概念驗證表明熱成像(TI)是一個有效的、創新的和廉價的技術用於診斷細菌性肺炎。
概念驗證表明,鈦是一種快速的診斷焦肺炎在高通量的設置。
概念驗證表明,鈦是一個有效和創新技術有用的診斷肺炎在資源有限的地區。
由於這是一個概念驗證研究,它沒有足夠的力量是明確的和不能取代胸部x光檢測局灶性肺炎。
由於這是一個概念驗證研究,局限的技術還沒有完全分辨,目前包括脂肪組織和解釋,但可能包括其他擔憂這將需要更高的病人登記號碼。
介紹
本研究探討熱成像(TI)的程度和胸部x射線(CXR)整合在檢測類似局部焦點肺炎。通常具有挑戰性的診斷、臨床細菌性肺炎仍然是全球發病率和死亡率的主要原因,尤其是在資源不足的環境。1 - 3專家小組,包括世衛組織、製定算法來提高臨床準確性,4通常關注方麵的病史和體格檢查,以確定細菌性肺炎的可能性。盡管這些算法,CXR通常表現在嚴重感染確診。5-16如果CXR TI結果相似,可能代替CXR CXR不可用。在資源有限的環境中,三分之二的世界人口沒有獲得診斷成像,17 18TI的潛在使用現場即時篩選可以幫助決策治療肺炎。
現階段使用超聲成像診斷肺炎也頗有興趣。19日20然而,超聲需要昂貴的設備和特殊專業圖像采集和解釋。
軼事報道表明,TI潛力檢測肺炎。21日22這些案例報告和方法沒有受到係統的盲法評估。在這個最初的概念驗證調查,我們相比TI CXR疑似患者急性肺炎。
近紅外技術的進步和增加使用評估熱損失,低成本熱相機已經成為可用,目前售價僅為200美元——300美元(www.flir.com)。安裝屏蔽射線房間花費數十萬美元。便攜式x射線單位能夠執行CXR成本隻有600美元——800美元(www.dotmed.com)。如果沒有保險,病人CXR成本在美國是200 - 400美元或美元,如果保險,美國10美元50美元的錢。23
TI沒有額外成本超出成本的相機。TI相機便攜和可充電電池和操作。TI本質上是相同的吸附和拍攝的照片,可以在幾秒鍾內完成期間的主要病人遇到沒有相機身體接觸病人。數字存儲和傳輸的TI很簡單,使用記憶卡在德州儀器設備,可以上傳到一台電腦。
本研究提出了一個潛在的比較TI使用商用CXR熱感攝像機確定TI的相似性和CXR可能焦肺炎的設置,從而證明TI的概念和可行性檢測局灶性肺炎。
材料和方法
主題
參與者來自馬薩諸塞州綜合醫院的急診室(美國馬薩諸塞州波士頓)。急診入院,成年患者和家屬孩子CXR包括評估肺炎接洽,討論研究的參與。書麵知情同意和適用時,參與者從所有參與者同意了。招生發生Monday-Friday 07:00-23:00當研究人員可用。夥伴人類研究委員會批準了健康保險攜帶和責任法案的研究協議(# 2013 p001247)。
在最初的訓練集,受試者排除如果有慢性肺部疾病,充血性心力衰竭、前胸部手術或免疫抑製。在隨後的測試集,這些排除是不習慣。患者TI CXR後4小時內。患者男性年齡超過28天或以下的女性年齡超過28天和8年。8歲以後隻包含男性因為謙虛的擔憂。
47個患者登記。第一個15日由訓練集,不包括作為一個研究的統計評估的一部分。這些15例為光譜的結果提供了10整合焦肺炎,兩個整合不焦肺炎和三個不和諧的肺炎。剩下的32個科目,包括測試集的測試。分析包括31例(28人,三個女人),一個病人沒有可用的熱圖像。病人年齡範圍從10個月到82歲(平均50.0年=,(25日75)四分位數=(11.5、60.5年),有八個科目≤18歲和23個科目> 18年。
成像和解釋
放射科醫生解釋CXR和TI (RHC)是一個美國放射學診斷放射學家和認證委員會subcertified兒科放射學家和40年的經驗。
TI CXRs評估隨機盲法。如果發現焦混濁,葉(s)記錄。涉及的葉是精確地確定與經曆(PA)和橫向考試。當隻有一個便攜式前後(美聯社)圖像可以獲得,所涉及的葉(s)是由肺區和存在/沒有silhouetting縱隔。CXRs在PA和橫向預測(n = 19)。如果PA和橫向成像不能執行,因為臨床護理的需求,一個便攜式美聯社圖片(n = 12)收購。
TI的胸部被脖子上,類似於CXR,盡可能與後和前視圖(n = 29)。如果病人已經病入膏肓,無藥可定位為兩個觀點,隻有一個視圖。根據病人的條件和優先的位置,一個病人後視圖和一個前視圖。斜圖像沒有獲得自TI熱量分布不對稱的解釋取決於評估。與商用TI是FLIR i7紅外熱成像儀(www.flir.com)。主題包含領域的觀點;因此獲得了一個“快照”病人的胸部滿視野與整個胸部從一邊到另一邊包括從肩膀到下的胸部的水平(或低於)。病人相機距離變化基於病人的大小。主題可以坐著或靠著胸部暴露。衣服被撤TI收購前胸部。
本研究中使用的相機的分辨率19 600像素檢測溫度範圍−4°F到482°F (−20°C到250°C)與靈敏度0.1°C。圖像充滿了2.8英寸的液晶屏幕TI。TI解釋而顯示在一張桌子前電腦CXR的大小的大小可比,填補大約50%的電腦顯示器屏幕。TI成像設備圖像大小而異。TI存儲在相機的內存可以上傳到計算機並顯示無論大小優先。
TI CXR隨機盲法評估。任何區域(s)增加的熱量被記錄為上,或降低肺區,中期和確認為正確的或左肺(圖1 - 3)。初步評估後失明TI和CXR闡明TI / CXR差異,可能原因情況下破盲方式綜述了分歧,使用前CXR時可用。
胸部x光顯示了一個不透明的符合肺炎肺基地。
熱成像獲得的胸部x光片後不久(CXR) (圖1)。圖像來自病人的背部,這樣病人的權利在觀眾的權利。有一個麵積增加的熱量(白色區域)在正確的整合與CXR肺基地。
相同的形象圖2的麵積與肺炎(白色區域)橢圓環包圍。
TI類似於核醫學成像技術,它不是精確的尺寸,配置或利潤的重要性,而是溫度模式存在與否的焦點區域的熱量增加,信息的“熱點”,局灶性肺炎。病人的皮膚散發的熱量決定了TI的形象。普遍皮膚溫度並不影響TI識別的熱點。因為衣服最近從胸部可能影響全球而不是局部皮膚溫度,不太可能以前刪除的衣服會影響識別的熱點。對稱區域增加熱量被認為代表正常的加熱曲線的變化和地區增加熱量的脖子,胸骨、鎖骨上空間,脊椎和葉腋決心在最初的15日是正常的訓練情況。腹部熱模式類似於胸部沒有焦點的溫度變化有關腹部內髒。不像CXR, TI並不要求患者屏住呼吸。因此,小病人運動將會很小,如果有的話,對TI質量的影響。
統計方法
成對的數據構造為每個病人CXR疾病和TI標準測試變量。每張圖片都是二分正常或顯示局灶性肺炎。TI的敏感性、特異性、陽性預測值和陰性預測值,獨聯體估計各自95%。協議CXR和TI(描述為一個二進製的結果與協議= 1和分歧= 0)和患者年齡和性別的函數評估使用簡單的邏輯回歸模型,以及2×2應急表與二分> 18歲成人和兒童≤18年。確切概率法是用來評估的意義關係年齡(或性)和相似性CXR和TI。最後,盡管小樣本,科恩kappa也是作為一個不完美的測量兩個模式之間的協議。24日25日0.05的顯著性水平。
結果
本研究評估的診斷敏感性和特異性TI使用x光胸透(CXR)作為黃金標準。整體人群,五個病人被認定有焦肺炎CXR和26沒有焦點肺炎。兒科組,有兩個焦點肺炎和六,CXR。
11例TI積極和CXR負(假陽性)。一個案例是TI - CXR積極(假陰性)。
表1總結了TI敏感性,特異性,陽性預測值,陰性預測值及其對應的CIs的95%。
TI和CXR協議之間的關係與病人人口使用邏輯回歸模型和簡單的應急評估表。形態沒有明顯關聯協議和患者年齡(視為連續變量或二分成人和兒科)或性(年齡:P = 0.3(95%可信區間為回歸係數−0.01到0.004),或= 0.99 (95% CI 0.99 - 1.00));性:P = 0.16 (95% CI 0.16−1.05),或= 1.53 (95% CI 0.85 - 2.85)。類似的結果當個人應急表性(P = 0.54)或二分時代(> 18 vs≤18年;P = 0.53)。盡管其局限性在小樣本,24日25日科恩kappa也估計作為一個不完美的措施之間的協議TI和CXR (k = 0.21, 95% CI 0.1421−0.5591)。即使CXRs破盲,k = 0.48 (95% CI 0.16 - 0.79)。寬95% CIs進一步說明kappa量化協議的局限性在小樣本。
因為這是一項探索性概念驗證研究,樣本大小不是基於統計力量。為了實現一個0.80的力量,在這項研究中,遇到與條件需要功率的計算顯示,138名患者。此外,檢測所需的樣本量量化甚至適度的協議kappa是n≥40例。
TI / CXR差異調查原因,綜述了例分歧破盲的方式,使用前和後續CXR(比較圖像並不包括在蒙蔽,原始CXR評估)。本文有差異的情況不包括在這項研究的統計分析。
11個假陽性TI的情況下,之前CXRs隻有三例。這三個病例擴散結果混雜CXR解釋。有彌漫性囊性纖維化的變化,人的變化慢性阻塞性肺疾病和人肺容積較低。當以CXR之前,綜述了CXR CXR解釋了焦肺炎(圖4 - 6)整合與TI (圖7和8在每一個實例)。後續圖片沒有提供額外的信息。
便攜式x射線胸透采取在急診室評估急性肺炎揭示低肺容積和肺實質的假定為合成聚集在肺基地內側。當時的解釋是,沒有急性肺炎。
相同的形象圖4正確的infrahilar肺炎由箭頭表示。
相同的形象圖7的麵積與肺炎(白色區域)橢圓環包圍。
兩個情況下,知識CXR TI發現導致變化的解釋。在一個案例中,CXR解釋了微弱的不透明度,符合局灶性肺炎和在一個案例中,有一個非常微妙的不透明度的問題,都和TI圖像一致。
三其他CXRs似乎肺不張TI的熱點地區。根據TI的結果,這些地區的假定肺不張實際上可能是肺炎。這些混濁CXR,在每一個案例中,在右上葉,左肺上葉和左葉低。三的11個假陽性TI CXR解釋情況下沒有變化。一假陰性情況沒有改變鈦或CXR解釋。沒有腫瘤,肺部水腫或其他異常識別CXR可能影響TI的結果。破盲評論沒有產生變化的解釋TI圖像。
討論
這項研究表明,鈦是敏感和適度具體而CXR檢測焦肺炎。
目前沒有實驗數據評估增加焦熱的機理,檢測到TI,與焦點相關肺炎。假設與焦點相關的局部充血發炎,在這種情況下,肺炎,產生局部增加熱量。它可能是增加熱量輻射的探測到TI的肺炎。因此,一個地區的肺不張不充血,不會產生局部增加熱量的一個領域。
是焦增加熱焦肺炎在TI的指示器。因此任何細菌生物(生物不能確定)可能是罪魁禍首。病毒性肺炎通常分散和不典型生成焦肺炎。等非典型肺炎支原體,可能有一個焦點consolidative組件可能發現作為一個熱點。據報道的病例報告急性consolidative肺結核引起了TI熱點但亞急性肺結核沒有。21它不是精確的肺葉的分布,而是存在與否的焦點熱點的信息方麵。
本研究的目的是評估TI的敏感性和特異性,在檢測一種焦整合使用CXR作為黃金標準由於其廣泛使用的診斷肺炎、19 20 26-31包括研究評估療效的臨床診斷標準。31日超聲波是唯一的其他現場即時成像過程廣泛研究的診斷肺炎和幾乎所有的驗證研究和與CXR相比。28 - 30雖然臨床症狀和體征已經使用,收集準確的數據和相關的最終診斷肺炎是不一致的。32然而,這不是本研究的目的評估成像檢測的準確性與臨床診斷肺炎相比。最終,其他方法如炎症標記物可能會發揮作用,但是目前,這些相對早期的發展階段。
CXR精度決定焦肺炎的存在取決於成像質量和觀察者的經驗,為TI是正確的。雖然CT在檢測肺炎比CXR更大的精度,33 34肺炎CT不能作為常規使用成像,因為輻射的擔憂和成本。31日
隻有一個假陰性患者群31 11假陽性(敏感性= 0.80,特異性= 0.58)。因此TI的準確檢測焦肺炎(由CXR),在這個群體是相對較高的。篩選試驗,這種能力不是焦小姐肺炎是最重要的標準。較高的誤報率會導致超或進一步測試有限數量的病人,,雖然重要,是一個關鍵問題。
CXR解釋的變化在破盲審查不符TI / CXR顯示如下。(1)鈦有熱點的情況下CXR發現最初不明確的焦點肺炎(n = 5)。2、CXR診斷慢性肺疾病是由預先存在的困惑和在一個淺的通貨膨脹。兩人,焦點的建議肺炎CXR太微妙的明確診斷。(2)鈦顯示熱點的情況下盲目CXR建議肺不張(n = 3)。這表明,鈦可以檢測焦肺炎在既存的情況下肺病或成像技術混淆診斷CXR或當診斷CXR太微妙,有說服力(可能與早發性或解決焦肺炎)。TI可以區分焦肺炎和肺不張。
這些發現表明TI可能比得上CXR承認焦肺炎。相對較低的成本和可移植性的熱相機,其中一些可以用於手機,可能使鈦作為一個醫療點焦肺炎的篩查工具。其他優點包括最小的訓練來執行圖片,缺乏電離輻射,非現場解釋數字化圖像和可能的解釋算法的軟件。缺乏身體接觸病人提高感染控製。可能的其他用途包括以下疾病進展的結合其他形式如呼吸速率和血氧定量法。
TI的局限性包括學習解釋TI、前存在的疾病影響TI和增加肥胖的可能性可能會幹擾其準確性。
結論
這可行性研究證實了概念證明,鈦可以展示焦點肺炎。因此,這些發現支持進一步的調查更大試驗的患者,將充分動力強勁評估TI和結果參數之間的相似性。這項技術可能是最有用的資源有限的環境中,肺炎是第二個最常見的死因在幼兒和CXR設備和專家讀者不可用。35它也可能受益的高通量醫療設置,如應急部門或忙碌的醫生的辦公室和農村地區訪問CXR是有限的。
引用
腳注
部分介紹了這種材料在RSNA 2016年,芝加哥,伊利諾斯州,2016年12月1日。
LTW和RHC同樣起到了推波助瀾的作用。
貢獻者LTW:概念和設計的研究中,采集的數據和分析,解釋數據,並批判性的起草和修訂工作。RHC:概念和設計的研究、數據分析、解釋數據,並批判性的起草和修訂工作。WB:設計的研究中,采集的數據和分析,解釋數據,起草工作和修改它批判性。TP:數據分析、解釋數據並批判性的起草和修訂工作。CS:數據分析、解釋數據並批判性的起草和修訂工作。女士:概念的研究,采集的數據,解釋的數據,修改工作至關重要。KH:概念和設計的研究中,數據的分析,解讀數據,起草和修改工作至關重要。PS:分析數據,解釋數據,起草工作和修改它批判性。RGZ:概念和設計的研究、數據分析、解釋數據,並批判性的起草和修訂工作。PH值:概念和設計的研究,解釋數據,並批判性的起草和修訂工作。
資金財團的漿果基金會和負擔得起的醫療技術(CAMTech)(基金# 223707)。
相互競爭的利益沒有宣布。
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